地图学发展现状与趋势研究论文

地图学是研究地图的理论、编制技术与应用方法的科学，是一门研究以地图图形反映与揭示各种自然和社会现象空间分布、相互联系及动态变化的科学、技术与艺术相结合的科学。 国家的疆域可以用地图、文字等多种形式来表达，其中，地图是表示国家版图最常用、最主要的形式。在地图上可以形象直观地表示出国家的疆域范围和边界、各级行政区域、行政中心、主要城市等。 现阶段对地图学的定义是：研究地图信息的表达、处理和传输的理论和方法，以地理信息可视化为核心，探讨地图的制作技术和使用方法的学科。 研究对象 地图学的研究对象是地球表层各种自然与社会现象的结构与特性的空间信息，包括宏观与微观、具体与抽象、现实与历史的所有空间信息。涉及地球科学、生物科学、环境科学的许多领域，而且随着人类认识范围的扩大，地图学的研究对象正向外层空间和地壳深部延伸。研究内容 地图学的研究内容是：探讨以地图作为空间信息的载体与传输工具，依据数学法则，按照比例建立空间模型，运用符号系统和最佳感受效果表达人类对地理环境的科学认识；综合分析自然与社会现象的空间分布、内在联系及其时间变化；研究地图编制与应用原理、方法与工艺、技术。 研究分支 在地图学的发展历史中，逐步形成了地图学史、地图投影学、地图美学以及地图制图学等若干分支学科和领域。19世纪后，又区分为普通地图和专题地图两大领域，逐步发展为普通地图学和专题地图学。专题地图学则更进—步发展，分化为多层次的各分支学科和领域。按用途划分，则区分为通用地图和专用地图两大领域。 应用 由于地图应用领域的不断开拓，使地图分析与应用的研究更加深入。地图方法已成为地学研究的重要手段。20世纪50年代以后，随着航空摄影、卫星遥感、计算机技术等的应用和进步，地图学出现了系列地图、遥感地图、机助制图和地理信息系统等新的方法和形式。信息论、传输论、模式论、感受论等的引进，推动了地图学的理论研究。现代地图学逐渐从地理学和测量学中脱颖而出，其研究手段兼收并容空间科学和信息科学的最新成就，研究内容跨越着自然科学和社会科学的范畴。它越来越明显地显示出横断科学的性质。 现代地图学是从信息论的观点来研究地图，地图被认为是人类认识自然的信息载体，客观存在的地理环境的概念模型。地图作为一种信息载体，是指通过地图的制作和应用过程，聚集大量有关自然和经济现象的位置、形态、动态和内部联系的信息，进而加以浓缩、复制、存贮、传递，使读者能感受、量测、理解和利用。 地图学的任务，不能仅满足于对地理圈各种原始测绘数据的粗加工；而是要注意开发高层次的知识密集型的产品设计。为宏观规划决策与工程设计、施工和效益评价，提供预测图或预报图。 进入21世纪后，现代地图学的研究对象仍将继续扩大。由于人类的认识正在从陆地表层向海洋、地壳深部和外层空间扩延。因此，今后则是建立适用于整个人类智慧圈的统一的空间坐标体系，作为海、陆、空以至天文的动态信息载体。目前我们已能看到多维动态地图的曙光。 地图作为一种文化工具，在人类的知识宝库中，将与语言、艺术并存。从这个意义上说，对青少年加强地图学的教育，培养他们空间图像思维的能力，这对造就认识自然、改善环境的专业人材是必不可少的；对于增强青少年的爱国主义思想和树立正确的宇宙观也将是受益不浅的。 现代地图学理论 由于地图学与自然科学、社会科学、系统科学、信息科学、思维科学、人体科学、行为科学、艺术科学等有着交叉及关联关系，它们的研究成果为地图学的发展提供了理论基础和技术支持，并促进了地图学理论研究的进展。 地图信息论 地图信息表现为图形几何特征、多种彩色的总和及其相互联系的差别，可以说地图信息是以图解形式表达制图客体和其性质构成的信息。地图信息论就是研究以地图图形表达、传递、贮存、转换、处理和利用空间信息的理论。该理论有助于认识地图的实质，并深化了对地图信息的计量方法的研究。 地图传输论 是研究地图信息传输的原理，过程和方法的理论。该理论认为：客观环境——制图者——地图——用图者——再认识的客观环境构成了一个统一的整体。客观环境被制图者认知，形成知识概念，通过符号化变为地图，用图者通过符号识别，在头脑中形成对客观环境的认识。这个过程是一个地图信息流传输的过程，地图制作和使用都包括在这个传输过程中；地图符号能有效传输地理信息，但传输过程中会受到“噪声”干扰。该理论对于地图最佳制作和地图有效使用具有积极作用。 地图符号学 是研究地图符号系统的构图基础，感受方式及其设计使用的科学。提出了六种视觉变量：形状、亮度、色彩、尺寸、密度和方向是地图符号系统的构图基础；四种感受方式：组合感受、选择感受、等级感受和数量感受是制图过程中的视觉特点，该理论对于地图符号设计和地图生产有较大影响。 地图模型论 是研究如何建立再现的客观环境的地图模型，并以地图数学模型来表达的理论。该理论认为地图是客观世界的模拟横型。此模型是制图者的概念模型，并可用数学方法表达，经过抽象概括的制图对象的空间分布结构。该理论对于深入认识地图的实质，并对推动数字制图的发展有重要作用。 地图认知论 是研究人类认知地图获取信息的手段，原理和过程的理论。该研究有两项成果。一是“地图认知环”学说，认为用图者首先接受到图像地图客体，进而在头脑中进行信息处理， 获取，然后据已有知识对所获信息进行加工，从而产生头脑信息图；再进一步通过对实地地理现象进行研究，最后得到所认知的地理实体，完成一轮认知环。二是“多模式感知和认知理论”，是指在虚拟地图环境下，用多种认知手段(如视觉、听觉)分别获取知识，并将其加以比较和想象处理，进而形成各自的知识库(如视觉、听觉知识库)，最后将各知识库融合，产生综合知识库。该理论对制图手段、多媒体技术、虚拟现实技术的结合使用有重要意义。 地图感受论 是研究地图视觉感受过程的物理学、生理学和心理学方法，探讨地图是如何被用图者有效感受的理论。研究内容有分级符号、网纹和等值灰度梯尺的视觉效果，色彩设计客观性、视觉感受与 图形构成的规律、特点等。该理论对于地图设计有重要意义。 地图学发展趋势 智能化 包括地图信息源信息获取，地图制作过程和地理信息表达的智能化等。 虚似化 地图学将来表达的制图对象不一定都是实体的客观存在，很多内容将是虚拟的、模拟的、多维仿真式的。 功能多极化 地图功能从表达地理客体规律特征，扩展到知识发现、空间分析、动态显示监测、综合评价、预警预报等。 主客体同一化 随着科技发展，促进地图制作技术的不断改进和创新，地图制作将越来越简单，故既是地图制作者又是地图使用者将渐趋普遍，使主客体同一化。 全球一体化 随着数字地球战略的实施和推进，将实现全球化的地图无缝拼接和万维网联通，使地图在表达地球和研究地球方面，都可以整体化，全球 一体化形式出现。 地图、RS、GIS和GPS 一体化 数据库是链接数字地图、RS、GIS、GPS技术的共有基础，随着这些科技手段的不断发展，将使其在信息科学的范畴内不断融合并趋向一体化，为地球信息科学、数字地球的成熟发挥作用。 地图学与其他学科的关系 地图学作为区域性学科，它的主要基础就是地学。所有这些如地理学、地学、生物学、环境科学等区域学科的野外实地勘测、调查都离不开地图。各用对象又是地图学的研究对象。